1．引言

　　蓄電池是一種化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)換的裝置，所以稱之為化學(xué)電池。它可以借助其它電源使反應(yīng)逆向進(jìn)行，是一種可逆電池，又稱為二次電池。隨著綠色能源和節(jié)能環(huán)保主題行動(dòng)的發(fā)展，鉛酸蓄電池再次成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，作為一種技術(shù)成熟的二次能源，在未來(lái)的應(yīng)用中，它將發(fā)揮不可替代的作用。

　　1859年普蘭特(G.plante)第一次發(fā)明了鉛酸蓄電池，至今已有一百多年的歷史。一百多年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，蓄電池的工藝、結(jié)構(gòu)不斷改善，性能不斷提高。尤其近年來(lái)，電動(dòng)車的普及，極大地推動(dòng)電池作為動(dòng)力源應(yīng)用的發(fā)展。

　　然而若使用不當(dāng)，鉛酸蓄電池壽命將大大縮短。影響其壽命的因素很多。研究發(fā)現(xiàn)：電池充電過(guò)程對(duì)電池壽命影響最大，放電過(guò)程的影響較少。也就是說(shuō)，絕大多數(shù)的蓄電池不是用壞的，而是“充壞”的。由此可見(jiàn)，一個(gè)好的充電器對(duì)蓄電池的使用壽命具有舉足輕重的作用。采用正確的充電方法，不僅能提高蓄電池的效能，更能有效延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。

　　本文主要介紹一種改進(jìn)的脈沖充電方法，能保證有效地消除極化現(xiàn)象，減少極板硫酸鹽化，減少電池析氣，延長(zhǎng)電池使用壽命。

　　2．充電方法介紹

　　蓄電池中化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)換是可逆的，也就是充電過(guò)程和放電過(guò)程互為逆反應(yīng)。其放電及充電的化學(xué)反應(yīng)式如下：

　　很顯然，可逆過(guò)程就是熱力學(xué)的平衡過(guò)程，為保障電池能夠始終維持在平衡狀態(tài)之下充電，必須盡量使通過(guò)電池的電流小一些。理想條件是外加電壓等于電池本身的電動(dòng)勢(shì)。但是，實(shí)踐表明，蓄電池充電時(shí)，外加電壓必須增大到一定數(shù)值才行,而這個(gè)數(shù)值又因?yàn)殡姌O材料，溶液濃度等各種因素的差別而在不同程度上超過(guò)了蓄電池的平衡電動(dòng)勢(shì)值。在化學(xué)反應(yīng)中，這種電動(dòng)勢(shì)超過(guò)熱力學(xué)平衡值的現(xiàn)象，就是極化現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，常規(guī)充電有以下三種。

　　3．常規(guī)充電方法

　　常規(guī)充電方法是依據(jù)1940年前國(guó)際公認(rèn)的經(jīng)驗(yàn)法則設(shè)計(jì)的。其中最著名的就是“安培小時(shí)規(guī)則”：充電電流安培數(shù)不應(yīng)超過(guò)蓄電池待充電的安時(shí)數(shù)。實(shí)際上，常規(guī)充電的速度被蓄電池在充電過(guò)程中的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個(gè)現(xiàn)象對(duì)蓄電池充電所必須的最短時(shí)間具有重要意義。

　　上世紀(jì)60年代中期，美國(guó)科學(xué)家馬斯對(duì)開(kāi)口蓄電池的充電過(guò)程作了大量的試驗(yàn)研究，并提出了以最低出氣率為前提的蓄電池可接受的充電曲線，如圖1所示。實(shí)驗(yàn)表明，如果充電電流按這條曲線變化，就可以大大縮短充電時(shí)間，并且對(duì)電池的容量和壽命也沒(méi)有影響。原則上把這條曲線稱為最佳充電曲線，從而奠定了充電方法的研究方向。

圖1 最佳充電曲線

　　3.1恒流充電法

　　恒流充電法是在蓄電池充電過(guò)程中保持充電電流恒定的充電方法。優(yōu)點(diǎn)是控制方法簡(jiǎn)單，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過(guò)程的進(jìn)行而逐漸下降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使析氣過(guò)多。一方面造成蒸餾水的流失，同時(shí)伴隨著電解液溫度升高；另一方面電解析出的氫氣也帶來(lái)了不安全因素。

　　3.2階段充電法

　　此方法包括二階段充電法和三階段充電法。

　?、俣A段法采用恒流和恒壓相結(jié)合的充電方法。首先，以恒電流充電至預(yù)定的電壓值，然后，改為恒電壓完成剩余的充電。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。

　?、谌A段充電法在充電開(kāi)始和結(jié)束時(shí)采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。當(dāng)電流衰減到預(yù)定值時(shí)，由第二階段轉(zhuǎn)換到第三階段。

　　3.3恒壓充電法

充電器的電壓在全部充電時(shí)間里保持恒定的數(shù)值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。與恒流充電法相比，其充電過(guò)程更接近于最佳充電曲線。由于充電初期蓄電池電動(dòng)勢(shì)較低，充電電流很大，隨著充電的進(jìn)行，電流將逐漸減少，因此，只需簡(jiǎn)易控制系統(tǒng)。

　　這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過(guò)充。但在充電初期電流過(guò)大，對(duì)蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池?fù)p壞。另外充電機(jī)一般都是對(duì)串聯(lián)得蓄電池組進(jìn)行充電，由于存在極化現(xiàn)象，長(zhǎng)期對(duì)蓄電池進(jìn)行恒壓充電容易造成各個(gè)蓄電池單體的端電壓不一致，所以需要不定期的對(duì)電池進(jìn)行均衡充電。